Erdwärme in Deutschland: Potentiale und Grenzen 12. März 2015, Tagung Boden und Energiewende, Geozentrum Hannover Dr. Martin Sabel, Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.
Agenda Erdwärme in Deutschland Erdwärme & Energiewende Potential Marktsituation in Deutschland Grenzen und Hindernisse 2
Der BWP Branchenverband mit Sitz in Berlin 550 Mitglieder aus der gesamten Wertschöpfungskette 3
Erdwärme & Energiewende
Erderwärmung 5
Erderwärmung Die Erkenntnisse zum Klimawandel lassen folgende Auswirkungen auf Böden erkennen: Gefahr der Abnahme an Humus sowie Humus bildender Prozesse Gefahr der Verringerung der Abbauleistung von Schadstoffen Gefahr zunehmender Mobilisierung von Schadstoffen aus Böden und Einträge in Oberflächengewässer und Grundwasser Gefahr zunehmender Wasser-und Winderosion, damit einhergehender Bodenabtrag zunehmende Verdichtungsgefährdung jahreszeitliche Verschiebung (Verringerung oder Erhöhung) der Grundwasserneubildungs- und der Sickerwasserraten zunehmende Hochwassergefahr Dürreschäden und Ertragsminderung auf Böden mit geringer Wasserhaltefähigkeit Gefahr verminderter Nährstoffverfügbarkeit im Boden Gefahr des Rückgangs der biologischen Vielfalt 6 Quelle: Ministerium für Landwirtschaft, Umwelt und Verbraucherschutz - MV
Energiewende Die Ziele der deutschen Energie- und Klimapolitik Die klimaschädlichen Treibhausgasemissionen sollen gegenüber dem Basisjahr 1990 bis 2020 um 40 Prozent sinken Ausstieg aus der Kernenergie bis Ende 2022 7 Der Primärenergieverbrauch soll bis 2020 um 20 Prozent sinken. Verringerung der Abhängigkeit von Energieimporten
Energiewende Die Ziele der deutschen Energie- und Klimapolitik Erneuerbare Energien sollen bis 2020 mit 35 Prozent zur Deckung des Bruttostromverbrauchs beitragen einen Anteil von 18 Prozent am Bruttoendenergieverbrauch erreichen im Wärmebereich einen Anteil von 14 Prozent erreichen Die Energieeffizienz soll gesteigert werden 8
IEA - Standpunkt Weshouldleaveoil beforeitleavesus. 9 Quelle: Faith Birol, (chief economist at the International Energy Agency)
Nature The geographical distribution of fossil fuels unused when limiting global warming to 2ºC Christophe McGlade & Paul Ekins, Nature 517,187 190 (08 January 2015) - max. 1.100 Gt CO 2 dürfen von 2011-2050 noch emittiert werden, um wenigstens eine 50% Chance zu haben das 2 Grad Ziel zu erreichen - Demnach müssten weltweit 35 Prozent der gegenwärtig förderbaren Ölreserven ungenutzt bleiben. Bei Gas sollten es gut 50 Prozent und bei Kohle rund 90 Prozent sein 10
Energieverbrauch in Deutschland Über die Hälfte des Endenergieverbrauchs entfallen auf den Wärmemarkt 85 % des Energiebedarfs in Privathaushalten machen Raumwärme und Warmwasser aus Bilanz für die Energieanwendung in Deutschland 2012 - Grafik Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.v. Noch immer wird Heizwärme überwiegend fossil erzeugt 11
Energieverbrauch in Deutschland Anteil der Wärmeerzeugung am Endenergieverbrauch in Deutschland (2013) eines Durchschnitthaushalts 12
Erneuerbarer Strom 2014 : 27,3 % 13
Erneuerbare Wärme 2020 14
Der Koalitionsvertrag Der Wärmemarkt ist mitentscheidend für eine erfolgreiche Energiewende. In einem Strommarkt mit einem weiter zunehmenden Anteil von Strom aus erneuerbaren Energien werden wir Strom, der sonst abgeregelt werden müsste, für weitere Anwendungen, etwa im Wärmebereich, nutzen. 15
EE Wärme G 1 Abs. 2 EE Wärme G: Ziel: Der Anteil Erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch für Wärme (Raum-, Kühlund Prozesswärme sowie Warmwasser) ist bis zum Jahr 2020 auf 14 Prozent zu erhöhen nach 2 Abs. 1 EE Wärme G ist der Ausbau der Nutzung von Erdwärme nicht nur Bestandteil der energiepolitischen Debatte, sondern klare gesetzgeberische Vorgabe 16
POTENTIAL
CO 2 Emissionen 18
19 Anteil Erneuerbarer Energien an der erzeugten Nutzwärme durch eine Wärmepumpe Umweltbilanz: CO 2
Umweltbilanz: CO 2 20
Umweltbilanz: CO 2 21
Energieeffizienzklassen 22
Energieeffizienz 23
EnEV 24
Passive Kühlung Erdwärmesonden / Brunnen Hohe Effizienz, insbesondere auch bei der Nutzung für sommerliche Temperierung durch passive Kühlung 25
Wärmequellen Sonde Kollektor Grundwasser 26
Wärmequellen 27 Fotos: tewag
Wärmequelle Abwasser 28
Quelle: Frank GmbH Wärmequelle Abwasser 29
Agrothermie-Gemeinde Wüstenrot oberflächennahe geothermische Nutzung (in ca. 2m Tiefe) von landwirtschaftlichen und kommunalen Flächen kaltes Nahwärmenetz mit insgesamt 1,4 ha Agrothermie-Kollektoren 30 Bildquelle: TU Dresden, Professur Agrarsystemtechnik, Mario Henke
Wärmequelle Grubenwasser Bochum / Schacht Arnold: Nutzbarmachung des Grubenwassers als Energieträger zur Wärmeversorgung für zwei Schulen und die Bochumer Hauptfeuerwache. 31 Bildquelle: Schacht Arnold auf Robert Müser Stadtwerke Bochum GmbH
Wärmequelle Tunnel Energietübbinge Tunnelschale besteht aus Fertigteilen (Tübbinge) Geothermie: Absorberleitungen + Kopplungssystem müssen in Tübbinge integriert werden Bildquelle: Züblin / Rehau 32
Smart Heat Pumps Der steigende Anteil an regenerativen, volatilen Energien stellt eine Herausforderung für das Lastmanagement dar Wärmepumpen mit entsprechenden Pufferspeichern dienen als flexible Lasten und dezentrale Speicher 33
Power-to-Heat 34
MARKTSITUATION
Heizungsbestand 36
Heizungsbestand 37
Heizungsmarkt 100% 80% 60% 24,0 23,6 22,3 32,8 30,1 28,8 7,1 5,9 8,3 6,4 10,1 11,9 15,5 7,6 6,7 9,4 5,1 20,4 20,0 17,2 8,6 6,9 11,3 17,1 8,3 9,1 9,2 8,8 6,1 9,6 8,7 7,2 6,7 16,0 16,5 18,0 16,9 40% 87% 20% 36,9 38,7 39,2 45,9 49,3 49,8 51,8 54,9 56,7 59,0 61,4 0% 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Condensing Boiler (Gas) Low Temperature Heating (Gas) Condensing Boilers (Oil) Low Temperature Heating (Oil) Heat Pumps Biomass 38 Quelle: BDH
Wärmepumpen in Deutschland 39
Wärmepumpen in Deutschland Wärmepumpen: 8700 GWh Wärme 7,3 GW installierte Leistung 40
Absatz Wärmepumpen 41
Absatz Wärmepumpen 42
Erdwärme im Neubau 43
MAP 44
MAP 45
MAP 46
GRENZEN UND HINDERNISSE
Grenzen & Hindernisse Verhältnis Strom- / Gaspreis Mangelndes Wissen über die Vorteile der Technologie Negatives Image durch Schadensfälle Genehmigungsverfahren 48
Energiepreise 49
Energiepreise 1,7 4,4 Strompreis / Gaspreis Quelle: EHPA 50
Informationsdefizite 51
Qualität Schulung Qualität Kontrolle und Transparenz 52
Genehmigungsverfahren Regelungen der wasserrechtlichen Behandlung, zum Verfahrensablauf und zu den technischen Anforderungen werden in Leitfäden, Merkblätter und Broschüren veröffentlicht 53
Genehmigungsverfahren Wasserhaushaltsgesetz (WHG): 8 Erlaubnis, Bewilligung: Die Benutzung eines Gewässers bedarf der Erlaubnis oder der Bewilligung [ ] 9 Benutzung: Einbringen von Stoffen, wenn eine nachteilige Veränderung möglich ist 49 Erdaufschlüsse: Arbeiten, die sich auf das Grundwasser auswirken können, sind einen Monat vor Beginne der Arbeiten anzuzeigen. Erlaubnis ist erforderlich, wenn nachteilige Auswirkungen auf das Grundwasser auftreten können Landeswassergesetze & landesspezifische Regelungen Lagerstättengesetz (LagerstG) 54
Genehmigungsverfahren Bundesberggesetz (BBergG): 3 Erdwärme ist ein bergfreier Bodenschatz: Auf bergfreie Bodenschätze erstreckt sich das Eigentum an einem Grundstück nicht 8: für die Gewinnung von Erdwärme ist grundsätzlich eine bergrechtliche Bewilligung erforderlich 4: die Nutzung von Erdwärme innerhalb eines Grundstück gilt nicht als Gewinnung von Erdwärme 127 Bohrungen: Bohrungen über hundert Meter unterliegen der Bergaufsicht Für Sonden/Sondenfelder ist z.b. in Niedersachsen keine bergrechtliche Genehmigung notwendig, da eine Bewilligung ( 8 BBergG) zur Erdwärmenutzung nach Bergrecht nur erforderlich ist, wenn die Energie direkt ohne einen Mittler (- Wärmepumpe -) gewonnen werden kann. 55
Genehmigungsverfahren Länderspezifische Verordnungen über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (VAwS); (künftig bundeseinheitliche AwSV) VDI 4640 Blätter 1 + 2 SIA 384/6 Erdwärmesonden (Schweiz) DVGW Arbeitsblätter: W120, ab Juli 2013 W120-2 Empfehlungen der LAWA für wasserwirtschaftliche Anforderungen an Erdwärmesonden 56
Grenzen 57 Quelle: Leitfaden Erdwärmenutzung in Niedersachsen
Grenzen 58 Quelle: Leitfaden Erdwärmenutzung in Niedersachsen
FAZIT
Vision Energiewende mit ganzheitlichem Ansatz Zusammenwachsen von Strom- und Wärmesektor Elektrizität als Leitenergie der Zukunft Energieeffizienz im Fokus Ökostrom m-ausbau Sole/Wasser-Wasser-WP mit besonders hoher Primärenergieeffizienz Marktdurchdringung der Erdwärmepumpe 60
Fazit Die Ziele der deutschen Energie- und Klimapolitik Die klimaschädlichen Treibhausgasemissionen sollen gegenüber dem Basisjahr 1990 bis 2020 um 40 Prozent sinken. Der Primärenergieverbrauch soll bis 2020 um 20 Prozent sinken. Verringerung der Abhängigkeit von Energieimporten 61
Fazit Qualität bei Planung und Ausführung von Erdwärmeprojekten muss stimmen Die Nutzung von Erdwärme trägt zum Gelingen der Energie- und Wärmewende bei Erdwärme ist gewollt: deutliche Anhebung der Fördersätze ist ein klares Signal 62
Energie Ich bedanke mich für Ihre Aufmerksamkeit Martin Sabel BWP Bundesverband Wärmepumpe e. V. www.waermepumpe.de sabel@waermepumpe.de